[发明专利]用于脱除有机溶剂微水的干凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于脱除有机溶剂微水的干凝胶，通过在普通干凝胶中加入具有吸湿性氯化物的聚吡咯而得到。本发明还公开了所述用于脱除有机溶剂微水的干凝胶的制备方法，以及所述干凝胶用于脱除有机溶剂微水的应用。本发明的干凝胶具有了能够更快的吸收储存有机溶剂中微量水的能力，解决了普通水凝胶难以脱除微量水的问题。与此同时，该干凝胶也能够被循环使用，在经过六次以上循环后仍然能达到很好的脱水效果，实现了能源的循环利用，减少能源消耗。

技术领域

本发明属于化学工程与技术领域，具体涉及一种用于脱除有机溶剂微水的干凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

在化工生产中，使用的许多有机溶剂不可避免的会混入微量水分，不仅会影响有机溶剂本身的性质，同时还会对有机溶剂的运输及储存设备产生腐蚀和破坏，导致安全事故的发生和巨大经济损失。此外，有机溶剂在一些特定的应用场合中，也对其水含量提出特殊要求，如对于航空煤油、汽油等油品的水含量往往有着严格的控制，否则将造成输送管路以及引擎发动机故障，产生严重后果。再如，在石油的炼制过程中，水和原油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。鉴于此，对有机溶剂中的微水进行去除是工业生产中十分重要的生产过程，然而微水往往是以与有机溶剂互溶的形式存在，使得脱除十分困难。常用微水脱除一般都选用电脱水法，该方法虽然效率高，但是能耗较大，经济成本高昂。因此，发展简单高效的有机溶剂微水脱除方法十分迫切。

水凝胶作为一种发展迅速的高分子材料，性质柔软，并且能够保持一定的形状。通过共价键、氢键或范德华力等作用相互交联构成三维网状结构，可容纳本身重量的数倍乃至数百倍的水，能够集吸水、保水、缓释于一体。作为一种高吸水高保水材料，水凝胶被广泛用于石油类有机溶剂的脱水等。尽管干凝胶运用于有机溶剂的脱水已经屡见不鲜，但是由于普通干凝胶捕捉游离水分子的能力有限，因此脱水效果不够理想。

聚吡咯材料具有很强的吸湿性，具有捕捉空气中微水的能力，已有研究将聚吡咯应用于收集大气中的水分，用于土壤保水。但现有技术中目前未见有将含聚吡咯的干凝胶用于有机溶剂脱除微水的报道。

发明内容

为克服普通水凝胶由于无法捕捉到微量的水分子的问题，本发明提供了一种含聚吡咯的干凝胶，能够更快的吸收储存有机溶剂中微量水的能力，从而解决普通水凝胶难以脱除微量水的问题。

为实现上述目的，本发明的第一个方面，提供了一种用于脱除有机溶剂微水的干凝胶，通过在普通干凝胶中加入具有吸湿性氯化物的聚吡咯而得到。

本发明的第二个方面，提供了所述用于脱除有机溶剂微水的干凝胶的制备方法，包括以下步骤：

S1：将0.5M的过硫酸铵溶液与1M的吡咯溶液交替加入到含有1M的氯化锂的1.5M的盐酸水溶液中并不断搅拌，其中，过硫酸铵溶液、吡咯溶液和盐酸水溶液的体积比为1:1:5；

S2：混合溶液经聚合后，通过去离子水洗涤过滤，之后经超声均匀分散在去离子水中，得到聚吡咯盐酸盐溶液；

S3：将聚合单体、去离子水、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按照50:5555:4的摩尔比混合形成混合溶液，氮气除氧1小时后加入引发剂以及促进剂进行预聚合，之后再加入聚吡咯盐酸盐溶液，其中混合溶液与引发剂、促进剂和聚吡咯盐酸盐溶液的体积比为500:10:1:250；

S4：将聚合产生的水凝胶放入烘箱干燥，得到所述的干凝胶。

根据本发明，S3中所述的聚合单体为中性单体、阳离子单体或阴离子单体，其中：

所述中性单体选自：N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯以及N-二甲基丙烯酰胺。